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杜仲胶提取与规模化生产现状及其产业发展面临的问题

2021-08-11张学俊贺扬洁

生物质化学工程 2021年4期
关键词:杜仲

谢 玲, 张学俊,3, 季 春, 贺扬洁, 陶 菡*

(1.贵州大学 贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵州 贵阳 550025; 2.贵州大学 酿酒与食品工程学院,贵州贵阳 550025; 3.贵州艾科米亚生物科技有限公司,贵州 贵阳 550002; 4.贵州大学 药学院,贵州 贵阳 550025)

我国是橡胶消费大国,也是世界上橡胶制品的产量大国,橡胶消费量居世界首位。然而我国天然橡胶资源缺乏,依赖国外进口高达80%。东南亚各天然橡胶生产国已组成产业联盟,完全垄断了天然橡胶国际市场价格。随着社会发展和科技进步,我国对橡胶的需求量日渐增加,天然橡胶资源的匮乏将成为我国橡胶工业发展的一大瓶颈,找到其他可代替橡胶资源迫在眉睫。杜仲是我国特有的“化石级”树种,我国拥有世界95%以上的杜仲资源,其叶、皮和种子中含有丰富的杜仲胶。杜仲胶,国际上通常称为古塔波胶或巴拉塔胶,是一种呈白色丝状的天然高分子聚合物,属硬质橡胶,与三叶橡胶互为同分异构体,是天然三叶橡胶最佳的补充品和共混剂。目前,杜仲胶已在医学康复、高铁制造、航天航海、国防军事等领域得到广泛应用[1-5]。作为我国最具有发展潜力的天然橡胶代替和补充资源,杜仲胶产业的发展不仅能够有效改善我国天然橡胶不足的现状,还可以为我国提供新的且来源充足的后备胶种,形成以我国杜仲胶新兴产业为龙头的国际天然橡胶市场新格局。作者从杜仲胶的特性、提取、规模化生产现状、杜仲胶产业发展面临的问题和未来趋势等对我国杜仲胶产业发展情况进行逐一阐述,并提出相关建议和措施,以期为杜仲胶产业提供决策依据。

1 杜仲胶的特性及提取技术

1.1 杜仲胶的分子结构及特性

杜仲胶,化学成分为反式-1,4-聚异戊二烯,是三叶橡胶的同分异构体,两者的主链都由碳碳单键和碳碳双键构成,以单键居多,占主链的3/4,但两者的分子链构型不同,三叶橡胶每个链单元上的2个次甲基(—CH2—)在双键键轴方向的同侧,而杜仲胶的2个次甲基(—CH2—)在双键键轴方向的异侧[6](图1)。三叶橡胶存在于树韧皮部乳管乳液中,而杜仲胶存在于杜仲树的含胶细胞中,细胞中的聚合酶将异戊二烯单体有序地偶联成反式-1,4-聚异戊二烯高分子。杜仲胶在胞内的存储空间狭小,反式聚异戊二烯的聚合选择紧密堆砌,链接成紧凑规整的有序结构,并含有大量结晶区段,结晶度高,由此形成类似细胞外形的长柱状聚集态。

图1 杜仲胶与三叶橡胶的结构式Fig.1 Structural formula of Eucommia ulmoides gum and three-leaf rubber

杜仲胶不溶于酮和低级醇等极性较大的有机溶剂,可溶于芳香烃、氯代烃以及热的石油醚、石油溶剂、正己烷、环己烷等相似的烃类溶剂中,热的乙酸乙酯也能使杜仲胶发生溶胀和溶解。其分子链段容易发生区段晶体化,在常温下为硬质固体,55 ℃时软化,熔点为65 ℃,这是因为杜仲胶结晶时生成α型和β型2种不同晶格的晶体,熔点分别为65和55 ℃[7],只有当温度达65 ℃及以上,植物组织中的杜仲胶才能完全熔融[8]。由于分子结构中存在碳碳双键,使得杜仲胶在硝酸和热的浓硫酸中不稳定,容易发生硝化反应和磺酸化反应,但在氢氟酸、NaOH及浓盐酸溶液中较稳定。此外,由于存在不饱和键,杜仲胶受到光照易断链,特别是紫外光照射,还能与空气中的氧发生氧化还原反应。但双键赋予杜仲胶硫化交联能力,较高的结晶度赋予杜仲胶优异的机械强度,故可以通过硫化改性使杜仲胶成为弹性体材料,同时还可对其进行环氧化和其他官能化改性。

1.2 杜仲叶、皮、果实在生长时期的胶含量特性

1.2.1杜仲叶 杜仲叶的生长特点明显,从叶片展开到停止生长仅需1个月左右时间,4月初叶片展开后开始迅速生长。马柏林等[9]研究西北林学院无性系圃内的杜仲植株春秋季叶中的含胶量,结果表明:杜仲春季叶的含胶量是秋季叶的2倍,在5月下旬至6月上旬采摘可作为杜仲胶提取的原料。杜红岩等[10]以洛阳市郊区杜仲试验基地10年生同一无性系的杜仲叶为研究对象,研究了杜仲叶的含胶率变化,展叶初期叶片含胶率和单叶含胶量均最低,分别为1.33%和2.39 mg,4~6月叶片含胶率的总体变化呈增加的趋势,之后杜仲叶含胶率逐渐下降,在7月底含胶率变化趋势较为平缓,6月29日叶片含胶率最大(2.46%);单叶含胶量在4月中旬~6月中旬快速增长至11.07 mg,6月29日至10月27日,单叶含胶量先保持相对稳定后暂时性升高,9月后单叶含胶量变化不大。彭金年[11]研究了西北农林科技大学杜仲优树汇集圃的无性系杜仲植株随月份改变其叶含胶量的变化规律,结果表明:6月~10月各无性系杜仲叶含胶量总体趋势是逐渐增加的。赵红艳等[12]研究杜仲叶发育过程中的胶含量变化时发现:叶片含胶率在7月和11月较高,含胶率分别为0.94%和1.11%。何文广[13]研究了6月~10月杜仲叶胶含量差异,结果表明:6月~10月,杜仲叶胶含量的变化趋势总体是增加的,6月的含胶率最低(2.71%),10月份含胶率达到最大值(3.95%)。目前,杜仲叶在生长期的含胶量变化仍存在差异,这可能与杜仲品种、生长环境、产地、采集方法等因素有关。

1.2.2杜仲皮 杜红岩等[14]以河南洛阳郊区杜仲试验基地10年生同一无性系杜仲树皮为对象,研究了杜仲皮含胶率随季节改变的变化规律,研究结果表明:4月中旬至10月底,随着季节改变其树皮含胶量呈跳跃式变化,含胶率为6.56%~7.33%,9月中旬时最低。而以河南嵩县杜仲综合试验示范基地中树龄分别为2~12年生的杜仲典型样株为对象,研究树皮胶含量随树龄增长的变化规律,结果显示:随着树龄增加,6年以前其含胶率随之增加,6年时含胶率达9.26%,之后开始下降,8年以后其含胶率变化趋于稳定。何文广[15]研究不同无性系杜仲树皮含胶量随月份(6~10月)的变化,结果显示:杜仲树皮中含胶量的总体趋势是递增的。由此可见,杜仲皮的含胶量在不同季节、不同树龄之间存在差异,不同无性系和同一无性系树皮中的含胶量变化规律也不一致。

1.2.3杜仲翅果 杜红岩等[16]以洛阳市郊区杜仲试验基地10年生同一无性系杜仲为研究对象,研究了果实内杜仲胶的形成积累规律,结果表明:杜仲果实含胶率和果皮含胶率随季节的变化而变化,4月中旬至 5月中旬,果皮含胶率从2.52%迅速增长至6.85%,5月中旬后稳定增长,在9月中旬其含胶率最大,但9月30日后果皮含胶率开始下降;5月30日前,果实含胶率变化与果皮一致,6月中旬后果皮和果实的含胶率的差异明显,果皮含胶率进入平稳增长阶段,果实含胶率在7月底最大,之后的变化趋于稳定。该研究表明:果实停止生长前,果皮和果实含胶率与果实的生长发育有关,而果实停止生长后,它们之间的相关性不显著,但果实内的含胶细胞仍在不断缓慢地积累形成杜仲胶。何文广[15]研究了不同无性系杜仲种皮胶含量在不同月份间的差异,结果表明:种皮胶含量的总体变化趋势随着月份增长而增加,5~6月含胶量快速增长,8~10月增长速度趋于稳定。

1.3 杜仲胶提取技术现状

与天然橡胶不同,杜仲胶被包裹于植物组织中,不能自然流淌出来,必须采用物理、化学及生物等方法提取出来。近年来人们在杜仲胶的提纯与精制方面做了诸多研究[17-19],杜仲胶的提取工艺已由过去的污染严重且提胶效率较低的碱处理法,发展到了有机溶剂提取法、生物酶解法和微生物发酵法等方法。此外,提取原料也从过去的以杜仲树皮为主,扩大到了杜仲叶和杜仲翅果。

1.3.1碱煮法 早期杜仲胶的提取采用的碱法工艺是用碱水解法破除细胞壁的木质素使胶丝暴露出来的一种提取方法[20],该方法生产出来的胶质量仅能满足我国当时对于橡胶材料的需求。碱处理法因其工序繁多复杂、费时、费力、物耗大、生产成本高,产生的碱废液污染环境,目前已经废弃不用[8,21-22]。

1.3.2溶剂提取法 溶剂提取法具有省时省力、溶剂可循环利用、不会产生废液污染等优点,是目前杜仲胶提取的主要方法。张学俊等[23]提出了以石油醚为溶剂提取杜仲胶的方法,石油醚可以重复循环利用,高温(约80 ℃)溶解后分离除渣,低温(≤40 ℃)时析出纯胶,且溶剂可经活性炭处理后再循环重复使用,通过溶剂循环实现胶的溶解-析出从而获得高纯度杜仲胶,这样既减少了提取过程对环境的污染,又节约成本。为了提高杜仲胶提取率,常将多种预处理方法联用[24]。谢晓婷等[17]以杜仲叶渣为原料,对其碱水解、酶解预处理后进行溶剂提取,结果显示:以正己烷为溶剂进行提取时效果较好。严瑞芳等[25]采用碾滚机进行机械法预处理,先将杜仲叶表面的非胶组分碾碎,使胶丝暴露出来,筛去废渣后用有机溶剂甲苯、苯、二氯乙烷、石油醚提取获得杜仲粗胶,然后用醇、酮、醚、醛、酯等净化后获得杜仲精胶,得率为2%。刘祥等[26]以氯仿、石油醚、甲苯作为提取溶剂,超声波处理抽提6 h,以氯仿作为有机溶剂时提取率最高,但超声波处理对试验结果影响较小,以石油醚作为溶剂时,经超声波处理后,杜仲胶提取得率显著提高,从5.50%提高至6.70%;以甲苯作为溶剂时,超声波处理后提取得率从6.50%降到5.40%。张月等[27]采用微波与溶剂协同作用提取杜仲籽壳中的杜仲胶,与常规碱液提取法相比,其提取率提高了43.70%。陈新德等[28]将乙醇抽提处理的杜仲叶抽提渣转移至一定量的0.01% 硫酸溶液中,在160 ℃下反应3 h,过滤并洗涤至中性,烘干,加入石油醚,80 ℃回流12 h,过滤,冻析,用丙酮和水依次洗涤,该方法获得的杜仲胶得率为3.40%;同样采用乙醇抽提、酸处理、有机溶剂回流提取杜仲树皮和杜仲果中的杜仲胶,其得率分别为2.90%和2.84%。樊永明等[29]采用双相法提取杜仲胶,选用不同的水相-有机相组合从杜仲果皮、干树皮、干叶、翅果干果皮、杜仲叶中提取杜仲胶,杜仲样品质量为30 g时,杜仲胶得率为1.78%~17.80%,其纯度高达93.20%~98.32%。

1.3.3微生物发酵法 相对于溶剂提取法,微生物发酵法是较安全的一种提取方法,是利用枯草芽孢杆菌(Bacillussubtillis)和放线菌(Actinomycetes)等微生物以植物组织为碳源,利用其生长过程中产生的生物酶降解植物组织获取其中的碳、氮等元素,对杜仲组织进行消蚀腐化,但微生物生长过程中没有能降解聚异戊二烯聚合物的生物酶,对杜仲胶无降解能力而游离出杜仲胶丝。由于微生物对杜仲植物组织的利用有限,其消蚀作用只能对植物组织起到一定疏解,在用水冲击分离杜仲胶丝与腐化的植物组织时会带走部分胶丝,因而杜仲胶的回收率不高且发酵过程费时、占地面积大。郑瑞杰[30]通过筛选适合降解杜仲叶的菌类提取杜仲叶胶,以黑曲霉BN+葡萄白腐菌复合菌种发酵杜仲叶时,具有较好的降低叶片粗纤维含量的效果,经过发酵处理后,杜仲胶产率和精胶产量比未经处理的提高了21.43%和26.02%。杨宇[31]向杜仲皮粉粒中加入一定量的羧甲基纤维素(CMC)、葡萄糖、(NH4)2SO4及碱性水后接入绿色木霉,避光厌氧发酵24 h,采用紫外光诱变绿色木霉后继续发酵4~6 d,过滤,清水冲洗滤渣,石油醚加热回流,冷沉结晶提取杜仲胶,杜仲胶得率为15.60%,纯度高达99.50%。

1.3.4生物酶解法 为了弥补微生物发酵法和溶剂提取法的缺点,张学俊等[32-33]提出了用全生物酶降解杜仲植物组织同时提取杜仲胶和天然药物成分的方法。与其他提取法相比,生物酶解技术是将生物酶对植物组织进行针对性的降解,只降解植物组织且工艺条件温和,可以同时保持杜仲胶原生结构和杜仲天然药物成分的生理活性,因此可实现杜仲胶和药物资源的一体化综合提取及利用,这对提高杜仲的综合经济价值和降低杜仲胶的生产成本具有重大意义。酶解法更适合用于提取杜仲叶胶和杜仲皮胶,已在浙江丽水获得了中试成功,但胶纯度还需提高,经新的装置进行高纯化技术改进,采用酶解法生产杜仲籽皮粗胶,再结合溶剂纯化,2018年提取了近500 kg杜仲纯胶,杜仲胶的相对分子质量达到530 000。

贺扬洁等[34]将3种造纸用工业化粗酶制剂ZH-1、OCE-90、MTPE-90复配(质量比为1 ∶1 ∶1)后用于提取杜仲籽皮胶,能够保持杜仲胶长丝的原生状态,所得产品含胶量为(47.42±1.07)%。为了改善生物酶法的提取效率,有研究者采用表面活性剂、超声波等辅助生物酶法提取杜仲胶。张学俊等[35]以杜仲翅果籽皮为原料,先对原料进行生物酶水解粗提,后对杜仲粗胶进行深度降解去除残留细胞壁,加入表面活性剂后进行超声波辅助提取,在80 ℃下水浴搅拌杜仲粗胶,此时可以获得杜仲精胶,其纯度高于仅用表面活性剂处理提取的杜仲胶(95%)。

1.3.5综合法 杜仲胶提取综合法,即把物理粉碎除植物组织-生物酶降解植物组织纯化和有机溶剂溶解杜仲胶分离残渣综合起来使用的方法。

李银环等[36]先对杜仲树皮进行机械切割和爆破处理,在同一个酶解器中依次用蛋白酶、果胶酶、纤维素酶酶解提取杜仲胶,该方法获得的杜仲胶纯度可达92%以上。Zhang等[37]以杜仲叶为原料,采用碱提结合生物酶解法对杜仲叶进行预处理,然后在80 ℃下用石油醚溶解后,在0 ℃时析出杜仲胶,与粉碎预处理相比,其提取率提高了27.40%。魏锦锦等[38]以蒸汽爆破预处理的杜仲皮为原料,先用纤维素酶酶解提取杜仲皮中的活性成分,再以酶解后的杜仲皮残渣为原料进行溶剂法提取杜仲胶,提取溶剂为石油醚,料液比为1 ∶50(g ∶mL),在80 ℃水浴环境下回流提取2 h,杜仲胶得率为5.92%。孙志强等[39]分别以杜仲叶、杜仲树皮、杜仲种皮为原料,蒸汽爆破处理后进行碱煮处理,用盐酸中和后过滤,残渣收集用于提取杜仲胶,在一定温度下加入石油醚回流提取数小时,趁热过滤,滤液冷却后置于低温下析出杜仲胶,提纯后杜仲胶纯度达95%以上。刘桂萍等[40]以杜仲翅果为原料,先用剥壳机脱壳、机械碾压破碎至絮状,以料液比1 ∶10(g ∶mL)加入3%磷酸、3%过氧化氢混合液(两者体积比为1 ∶2)于80 ℃下水浴加热1 h,过滤,滤渣用水洗至中性后于50 ℃烘干,烘干的残渣加入到80 ℃的石油醚中加热提取2 h,提取2次,收集滤液冷却,在-18~0 ℃析出杜仲胶,胶得率为38.80%。在所有杜仲胶的提取方法中,高成本的含胶植物原料是造成杜仲胶产品价格居高不下的一个主要原因,所有提取方法都应该考虑杜仲胶和杜仲天然药物的综合提取,以降低杜仲胶产品的原料成本。

2 杜仲胶规模化生产现状

20世纪90年代,我国先后在各地建立了杜仲粗胶提炼厂以及杜仲精胶加工厂,但均为实验性生产或断断续续的少量生产,没有真正开展杜仲胶生产。直到近十几年,我国才开始了杜仲胶的规模化生产。

2007年,灵宝天地科技生态有限责任公司与西北农林科技大学、日本大阪大学、日本日立造船公司开展合作,在河南灵宝和陕西杨凌建立了杜仲胶试验装置,该装置采用微生物发酵法降解植物组织后,用大量的水冲洗分离杜仲胶丝,可获得含胶量80%以上的杜仲粗胶,杜仲粗胶主要出口日本,再使用氯仿等溶剂萃取,可得到杜仲纯胶[41]。2014年年底,陕西安康汉阴华晔植物药业有限公司、杜仲科技实业(集团)有限公司(原湖北老龙洞杜仲开发公司)建成百吨级天然杜仲胶及相关综合利用装置。2015年7月,湘西老爹生物有限公司建成了我国首套连续化杜仲胶生产装置并投产,这是我国第一条以杜仲籽壳为原料,由企业自主研发的可连续提取天然杜仲胶的百吨级生产线,生产自动化程度较高,机械剥壳后果仁用于超临界提取杜仲籽油,果壳则采用三步提胶综合法提取杜仲胶,第一步物理处理得到纯度为30%~50%粗胶,第二步生物酶解得到纯度为50%~90%粗胶,第三步溶剂纯化得到纯度>94%的精胶[42-43]。2015年10月,在贵州铜仁建成了同时提取杜仲保健成分和长丝杜仲胶的全酶解生物综合提取试验装置。2016年10月,第二套酶解提取装置在浙江丽水建成[43],该装置设有淘洗池,在淘洗池内连接的旋转筒上设置具有筛孔的筛片,在离心力作用下将未降解的碎屑组织排到旋转筒外,进一步提高了杜仲胶的纯度,有效解决了酶解提取胶纯度低的问题[44]。

山东贝隆杜仲生物工程有限公司利用生物酶解法提取杜仲精粉和原生态杜仲胶,可以获得含胶量达90%以上的杜仲籽皮粗胶和含胶量达85%的杜仲树皮粗胶。该公司在山东青州新建杜仲胶生产线,现已建成30吨/年中试装置并投入运行,满足了企业以及研究机构的试验用胶。浙江旭源杜仲生物科技有限公司也采用生物酶解法技术生产杜仲胶和杜仲精粉,目前已生产了数吨杜仲药物精粉,年产杜仲叶粗胶可达50吨,杜仲叶粗胶只是作为副产品有待进一步纯化。2019年5月,河南恒瑞源实业有限公司与和宇生物科技公司合作,开始组建一条千吨级亚临界提取杜仲胶的生产线[45]。

3 杜仲胶发展面临的主要问题

3.1 研发资金不足,缺乏强有力的整合研发团队

充足的研发资金是保障深入开展杜仲胶研究以取得突破的最关键因素。必须提高国家认识层面,意识到资金短缺和药食同源的国家政策不落实成了杜仲胶和杜仲天然药物进入市场形成完整产业链的临门一脚的人墙。在杜仲胶产业发展中,环保、高效的杜仲胶提取工艺有待进一步探索和在工业化装置中完善和发展;杜仲胶基础理论研究的进展和完善也是挖掘高分子材料杜仲胶的巨大潜力的必备条件;提取技术与绿色发展存在矛盾,需要进一步解决,以上问题的改进都需要资金和人才保障。

近年来,我国具备良好的杜仲胶研发氛围和研发基础,越来越多的研发机构和高校开始投入力量进行杜仲胶的研究。然而,目前研究杜仲胶的单位如吉首大学、北京化工大学、沈阳化工大学、北京橡胶院、贵州大学等都孤立从事杜仲胶基础研究,没有走出去与国内优势单位联合开展合作攻关,研发力量还比较零散;专门从事杜仲胶应用开发的研究人员为数不多,尚未形成强有力的整体研发团队,且这些研究机构多半是与短期性课题研究工作挂钩或接受企业定向委托,没有遵从材料研制与应用研究阶段的各自规律,导致当前杜仲胶应用研究出现材料基础不牢靠、应用试验不明确,难以充分发挥杜仲胶的潜在性能,所以,目前杜仲胶研究存在不稳定性和不连续性等客观问题;由于研发资金短缺,资源和人才优势未得到充分发挥和使用,科研力量得不到有效整合,导致成果转化不畅,产品无法进入市场获取循环使用资金;信息传递滞后,导致走弯路,以及人力、物力和财力资源的浪费。

3.2 杜仲综合开发和利用投入资金面临政策瓶颈和回笼难

随着科技的进步,杜仲的综合利用开发将占领世界医药、生物、化工等高科技领域,开发前景广阔。杜仲胶成本的降低也依赖于杜仲资源的综合开发,包括杜仲药物成分和杜仲胶同步提取,杜仲残渣的综合利用等。但杜仲资源综合开发涉及山区林业资源管理、回收体系,区域广、面积大,管理复杂,难度大;涉及企业的生产、营销及市场推广体系,运作复杂,资金投入需求大。而目前从事杜仲开发的企业多为中小型企业,多数未形成完整的投入-产出-再投入-再产出的资金流动链,面临资金短缺困境和资金回笼难等问题。

3.3 杜仲胶基础研究与工程应用的脱节

杜仲胶的工程应用和新产品开发必须建立在杜仲胶的基础研究上,将基础研究工作与工程应用、产品开发紧密结合在一起,方能开发出性质稳定的新材料产品。

目前各自为战的研发现象,致使不同单位对杜仲胶材料性能规律的研究结果存在差异,例如抗撕裂性能、压缩生热性能等的差异。研究结果不同可能是所采用的杜仲胶原料、材料制备工艺不同等原因造成的。再者,大多数关于杜仲胶应用的开发性研究还停留在实验室探索阶段,技术成熟度低、稳定性差。国内杜仲胶新材料研究工作基本都处于实验室材料级别上的探索性阶段,虽开展了相关材料制备和基础性能测试,获得了杜仲胶材料的一些基础性能数据,个别研究也进行了产品试制,但大多技术成熟度仅为低级别,提供的杜仲胶材料和产品都未能达到预期的性能水平。随着研发工作的不断深入,杜仲胶及其集成材料的许多独特性能正在陆续被挖掘出来,已经引起相关领域专家的积极关注和浓厚兴趣,将在一些重要领域得到成功应用。其次,缺乏对原生态长丝杜仲胶基本物理、化学性质的研究,微观机理及应用基础研究没有被重视,对杜仲胶基本性质和天然固有物理性质还不完全了解,基础工作薄弱;为了获得经费资助着重于特殊功能产品的研究开发,而对杜仲胶的基础研究相对较少,在很大程度上影响其实际应用和在应用中发挥稳定特殊功能的进程。

3.4 没有稳定生产和提供杜仲胶原料的企业,且没有统一的杜仲胶产品标准

杜仲胶大规模使用和产品工业化生产的实现,最关键的仍然是杜仲纯胶和杜仲精胶原料的供应来源。工业化生产既要求企业能提供可靠、质量上乘且品质稳定的杜仲胶原料,也要求企业能及时足量地供给大批量杜仲纯胶原料。目前,山东青州贝隆杜仲生物工程有限公司、浙江丽水旭源杜仲生物科技有限公司的杜仲胶生产仍处于中试生产状况。而国内也仅有湘西老爹生物有限公司有长达数年的杜仲胶生产经历,基本做到杜仲胶较长时间的稳定中试生产。

目前国内没有建立杜仲原料胶的产品标准,生产的不同批次、不同数量的杜仲胶原料没有进行相关检测数据的汇总。不同来源(叶、籽、皮)、不同提取方法获得的杜仲胶原料,其分子质量大小和性能不同,给杜仲胶统一标准的制定增加了难度。

4 建议和措施

4.1 尊重知识和人才,整合、激励现有科研力量开展深入研发

我国是杜仲资源丰富的国家,也是全世界杜仲领域研究最早,技术累积最深,科研力量最强,取得成果最多最全面的国家。以前期取得的科研成果为基础,尊重现有技术和知识产权,累积深厚科研人才,加大对现有在研科研项目的国家层面的资金投入,使已有成果尽快成熟、完善,形成产品的规模化生产和稳定原料的产、供、销完整循环链,实现走向市场、走向民用、确保军用的稳定局面。以现有已经取得科研成果且技术累积较深的研究人员为科研资金的基本投入对象,缩短取得使用成果的时间,并减少资金与人力的浪费,速见成效。在全国范围内筛选一大批已取得成果的技术领先的优秀项目,针对性的给与资金支持,形成行业竞争,激励科研人员,加快杜仲胶产业的发展。

4.2 加强科研经费、中央财政对杜仲领域的定向研发投入

杜仲产业是富国、强军、强国的重要产业,政府应加大资金投入,引领杜仲产业的发展方向,吸引民间资本的汇聚,加大中央财政对杜仲胶的研发投入。政府资金投入比民间资金在研发内容上更具有引领和导向作用,这必将吸引大批优秀的科研人才和众多实实在在的高端科研成果,以便形成合理、经济、成熟、稳定的规模化生产工艺。

4.3 扩大市场,扩展资本的投融资渠道

市场调节是一只强有力的无形之手,应尊重经济规律,尊重市场的引领作用,从根本上改善杜仲胶开发企业的投入资金的单向流动现状,形成创造、再创造的资金流动活水链。加强与医学科学院及医院的合作,促进保健药品、保健食品的研发和上市,以全国人民的大健康为责任,确认保健类药物和保健食品的保健、食疗功效,加快对产品的开发和认证,充分利用我国珍贵的中药材(包括杜仲),以保障国民健康为契机,拓展国内和国际的杜仲保健品市场,满足人民对健康的渴求。通过保健药物市场带动杜仲胶生产和产品的开发利用。

4.4 做好顶层设计,加强交流协作、科学规划杜仲产业发展进程

在已取得的众多科研成果基础上,广泛汇集杜仲产业领域的科研人员的学识、经验和见解,做到事业规划具有扎实的科学依据和充分论据、论点。加强国家层面对杜仲资源和产业发展的指导能力,拟定切实可行的符合实际需要的顶层设计,正确地引导科学研发方向和资金投入的项目。

合理布局杜仲产业种植模式,再生资源的回收利用,以及产品的开发方向、种类、形式、杜仲胶使用的场所和应用对象。将有限的资源用到最关键、见效快、强国富民的重要领域,有效整合资源和科研力量,在全国范围内整合力量协同攻关、稳扎稳打步步为营,充分利用阶段性成果,尽早实现成果向军用、民用产品转化,有序推进杜仲产业发展进程。协同创新同步推进“橡胶”与“健康”两大产业,有力推动我国杜仲资源的综合开发和利用。发挥杜仲领域各产业联盟、产业联合会的社会功能,定期组织开展杜仲产业各领域的科学技术交流会和讲座,建立良好的学术氛围,以及交流、协作和协调发展机制,确保杜仲胶事业的健康快速发展。

4.5 各杜仲相关联盟、联合会、协会间建立协调发展机制,推动生产科研的发展

杜仲产业相关的各联盟、联合会、协会应充分发挥各自的职能和协调作用,在从事杜仲产业相关的各组织内部和组织之间进行资源共享和协调,帮助他们落实具体的发展项目,推动杜仲产业在全国的布局和生产。组织开展学术交流,使一些陷入困境的生产厂家、科研院所走出困境,迅速形成生产力。此外,组织和鼓励已经取得一定生产经验和有产品的企业、科研部门及科研人员走入新建企业和科研停顿的研究院所,在尊重知识产权的前提下进行有偿帮扶,推动和扩大杜仲产业在全国形成良好的发展势头。杜仲产业各相关领域需建立良好的交流、协作和协调发展机制,下游的质量问题与上游协商进行技术改进,确保杜仲药、杜仲胶事业得以健康、顺利、快速地发展。

5 结 论

杜仲胶产业作为典型的跨行业、跨地区、跨部门、跨领域的复合型新兴产业,是带动杜仲大产业发展的核心动力。其综合开发和利用不仅可以减少对进口橡胶的依赖,保障国内橡胶资源供给和橡胶工业可持续发展,还可以助力高性能轮胎等橡胶制品的发展,比如,利用安全环保的方法生产的杜仲精胶可用于生产手套、口香糖的胶基、人体工程材料等直接与人体接触的橡胶制品,有望在“健康中国”、“一带一路”的战略中发挥巨大作用,同时建立以胶、药并重的杜仲资源综合利用发展方向,带动杜仲中药和功能材料等的综合开发,可以降低杜仲胶和天然药物的生产成本。在今后的杜仲胶产业发展中,建议通过投入研发资金和科研力量,做好顶层设计,加快构建杜仲政策支持体系和现代化农、工、商、医联合生产-应用循环产业技术体系,建立建全杜仲产业协调发展机制,加大力度尽可能解决或完善其产业发展面临的问题,以取得更多科研成果,这将会提高我国在全世界橡胶工业的地位和话语权,开创国际天然橡胶市场新格局。

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